Photon đơn dựa trên kích hoạt được tạo theo yêu cầu cho công nghệ lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản đã phát triển một kỹ thuật chế tạo được dẫn hướng bằng laser cho phép đặt chính xác một nguồn ánh sáng lượng tử duy nhất — một trung tâm màu — bên trong một ống nano cacbon. Bằng cách treo một ống nano cacbon qua một rãnh hẹp và phơi nó trong hơi iodobenzen, họ sử dụng một tia laser tử ngoại tập trung để kích hoạt một phản ứng hóa học cục bộ tạo ra một khuyết tật hoạt động như một bộ phát lượng tử. Việc giám sát liên tục phát quang của ống nano trong thời gian thực cho phép nhóm nghiên cứu dừng phản ứng ngay sau khi hình thành một trung tâm màu duy nhất, đảm bảo chỉ tạo ra một vị trí phát photon duy nhất với độ chính xác micromet được kiểm soát. Phương pháp này vượt qua những thách thức trước đây khi nhiều vị trí phát không dự đoán được hình thành dọc theo ống nano, gây cản trở các ứng dụng lượng tử thực tiễn. Đột phá này có ý nghĩa quan trọng vì ống nano cacbon có thể phát ra photon đơn ở nhiệt độ phòng và ở bước sóng viễn thông tương thích với mạng cáp quang hiện có, khác với nhiều vật liệu khác cần làm lạnh cực độ. Khả năng tạo ra photon đơn theo yêu cầu và tại các vị trí chính xác mở ra cơ hội cho các ứng dụng quang lượng tử có thể mở rộng.